通過智能電力負荷控制與監測系統可對智能配電設備的數字化信息進行采集和處理，實現配電站少人或無人值守，為制定電力系統規劃設計和電力生產計劃提供決策依據。本文著重給出了一種新型的電力負荷控制與監測系統的設計方法。該方法在性能可靠、高精度、低功耗、小體積的基礎上，更能適應負荷管理、電能分析、電量集抄、多種控制方式、優化用電分析等功能需要，可滿足電力負荷側管理的各種應用需求。

　　l 系統工作原理

　　圖1所示是本系統的工作原理框圖。本系統采用適合于嵌入式系統設計的LPC2132FBD64作為主處理器；接口電路主要完成對脈沖量、開關量及模擬量的采集，主處理電路負責對其進行運算，以形成各種功率，電量，電表讀數、需量，電流、電壓等實時數據。然后由主處理電路再根據這些實時數據以及主站下發的工作參數進行閉環管理，同時將這些實時數據通過I2C總線送到顯示驅動電路，再通過LCD液晶模塊進行顯示。當主站召測信息時，系統再將這些數據通過GPRS發回主站，與此同時，主處理板控制相應的繼電器，以達到閉環控制和遙控的目的。本系統突出了模塊化設計，各部分功能相對獨立，并盡量避免了各模塊程序之間的交叉聯系。因而具有良好的伸縮性，可減少日后修改程序和維護程序的工作量，同時可提高程序的可讀性、可靠性和穩定性，使遠程升級和維護成為可能。

　　2 主要模塊功能

　　2．1 數據采集

　　本系統的數據采集首先是狀態量的采集。即實時采集位置狀態和其它狀態信息，在發生變位時記入內存，并將其根據需要設定為等待主站查詢或主動上報主站兩種模式。

　　其次就是電能表數據采集。通常終端可通過RS-485通訊接口，并按照設定的終端抄表日來采集、存儲電表的數據。每臺用電管理終端可以同時讀取多塊電度表。數據存儲則可存儲兩個抄表周期的電量(月末或抄表日零點數據)，并可在主站召測時發送給主站，也可定時發送給主站。

　　交流模擬量采集指的是終端采用ATT7022B計量芯片來實時測量用戶側的三相電壓、電流、有功、無功、功率因數、有功電能、無功電能等瞬時值，精度通常為0．5％。

　　2．2 負控功能

　　(1)功率定值控

　　功率定值控可分四種控制方式，以其優先級由低到高分別為時段控、廠休控、營業報?？亍斍肮β氏赂】?。終端可根據主站下發的功控時段、功率定值、定值浮動系數、報警時間、控制輪次等指令進行相應的控制方式和控制參數的修改，并可通過音響告警通知客戶。在終端自動執行過程中，可在液晶上顯示定值、控制對象、執行結果等。

　　(2)電能量定值控

　　電能量定值閉環控制可分為月電能量控制、購電能量(費)控制、催費告警三種控制類型。

　　(3)遙控功能

　　終端接收到主站的跳閘控制命令后，將按設定的告警延遲時間和限電時間來控制被控負荷開關；同時終端應有音響告警通知客戶，并記錄跳閘時間、跳閘輪次、跳閘前功率、跳閘后2 min功率等，同時終端顯示屏應顯示執行結果。當終端接收到主站的允許合閘控制命令后，由音響告警通知客戶，允許客戶合閘。當終端接收到主站的允許／禁止通話和允許／禁止主動上報命令時，終端將根據主站命令來控制通話并主動上報系統。

　　2．3 無線通訊功能

　　本系統采用內置GSM／GPRS模塊通訊方式(也可采用外接無線電臺通訊方式，用戶可以自行選擇)。GPRS作為一種新的通訊手段，在配電自動化應用中有很多優點。而基于GPRS通信的配電變壓器綜合管理系統是一個比較有應用前景的實現方案。

　　2．4 諧波分析與報警功能

　　終端可根據電壓、電流諧波閥值對監測點的電壓諧波、電流諧波進行分析，并記錄分相2～19次諧波電壓含有率及總畸變率日最大值及發生時間，同時統計分相諧波越限數據。其數據包括分相總畸變電壓含有率越限日累計時間、分相2～19次諧波電壓含有率越限日累計時間、分相總畸變電流越限日累計時間、分相2～19次諧波電流越限日累計時間等。當用戶的諧波超標時，系統將自動報警。

　　2．5 事件記錄及重要事件上報功能

　　終端可記錄上電、掉電、編程、校時、需量清零、斷相、過壓、失壓、失流、逆相序、超負荷、三相電流不平衡、CT一次短路、CT二次短路、CT二次開路、計量箱開門等事件的發生時間、狀態、數據、事件類型及相關情況。并按照發生的時間順序分為一般事件和重要事件兩個隊列分別進行記錄，每個隊列記錄的最大長度為255條，隊列則按先進先出方式刷新。

　　對于主站設置的重要事件(如功控跳閘、電控跳閘、遙控跳閘、重要參數變更等)，當事件發生后，終端可實時刷新重要事件計數器的內容、作好記錄，并通過ACD置位直接主動上報事件記錄。